球坐标中等矩网络数据转换的递推算法

本文的为解决气象领域可视化中遇到的网格数据转换问题，提出了等矩网格数据转换的递推算法，并分析了算法的复杂性，本文最后给出了算法在交互式可视化系统ＭｅｔｅｏＶｉｓ中的应用结果。     

基于VTK的医学图像快速重建系统

使用数据可视化工具包VTK和重建算法MC开发了一套医学影像三维重建系统。系统针对阻碍实时性的三维重建时空问题，采用顶点合并和哈希映射方法对三角形网格进行优化，有效减少了重建后图像的存储量并提高了显示速度。本系统为构建完整的医学可视化平台奠定了基础。     

一种优化的基于网格的聚类算法

聚类是数据挖掘领域中一个重要的研究课题．与其它算法相比，基于网格的聚类算法可以高效处理低维的海量数据．然而，由于划分的单元数与数据的维数呈指数增长，因此对于维数较高的数据集，生成的单元数过多，导致算法的效率较低．本文基于CD—Tree设计了新的基于网格的聚类算法，该算法的效率远高于传统的基于网格聚类算法的效率．此外，本文设计了一种剪枝优化策略，以提高算法的效率．实验表明，与传统的聚类算法相比，基于CD-Tree的聚类算法在数据集的大小及维度的可伸缩性方面均有显著提高．     

六角网格上的图形显示

介绍了六角网格用于显示图形及图像的优点，提出了在六角网格上显示直线、圆和椭圆的算法，最后讨论了坐标系的转换问题，文中的工作为实现六角网格显示奠定了基础。     

三角形网格数据的边缘提取及网格自适应细分

三角形网格数据是数值计算及实际测量中获得的一类主要的不规则网格数据,数据量比较在,结构复杂,因而数据的可视化和分析存在许多困难。如果只将人们有兴趣的数据特征区域提取出来并单独处理（可视化,存储,后处理）,不仅可以减少可视化中的计算了储需求,而且可以为数据场中特征的高级表示,分析提供基础。因此本文讨论三角形网格数据中特征区域边缘的提取算法。我们在三角形网格中引入了邻域的定义,并基于此定义给出网格数据     

基于ROAM算法的动态地形可视化研究

地形可视化是战场环境可视化仿真系统的重要组成部分,动态地形可视化是动态战场环境可视化仿真的重要内容.介绍了现有的地形可视化算法及其思想,包括几种主流的多分辨率实时地形可视化算法.重点分析了ROAM算法的网格表示方法、网格连续性算法和误差度量方法.在现有的实时静态多分辨率算法中,ROAM算法是最易于扩展为实时动态多分辨率算法的算法.分析了动态ROAM算法[1]的思想,通过改进静态ROAM算法的网格表示,建立了一种适用于动态地形ROAM算法的半规则网格;通过引入过渡区,解决了动态半规则网格的连续性问题;建立了基于ROAM的动态地形可视化算法.最后通过一个动态壕沟的实例验证了算法的可行性.     

基于四叉树的多分辨率地形数据3维可视化

大场景的3维地形可视化模型是地理信息系统平台的重要组成部分。但至今大场景的3维地形数据可视化仍存在数据处理速度慢,显示滞后的问题,针对此问题提出了一种基于四叉树的多分辨率地形数据3维可视化算法,即首先以规则网格为基本处理单元,采用链式四叉树数据结构存储多分辨率地形数据;然后在此基础上,设计了动态LOD算法完成四叉树的高效遍历。在该算法中,采用了视景裁剪、三角扇形和内存池等优化显示技术,用以支持大场景3维地形数据的实时显示,并已在Windows平台上,用VC 6.0开发了大场景地形数据3维可视化演示软件。     

球体空间数据组织和管理方法

为支持球体空间数据的快速检索及可视化仿真,提出了一套球体空间数据的组织和管理算法,并以太阳风数据为例进行了相关实验和分析.算法主要包括球体空间剖分和存储管理策略两部分.通过HTM-R层次化剖分方法将球体空间剖分为形状相似的网格,利用网格编码对数据进行索引,以达到快速搜索和定位数据的目的;利用剖分网格的多层次性建立球体数据的多层次模型,以支持数据的多分辨率显示,加快数据可视化速度.在空间剖分算法的基础上结合优化的存储管理策略进一步提高数据可视化速度.     

基于数据网格环境的连接操作算法

数据网格是一种分布式数据管理体系结构，能够为分布在网格中的资源提供协同的管理机制．数据库管理系统在数据网格中发挥着重要作用，在各种数据库操作中，连接操作是一种最常用也是最耗时的操作，到目前为止，尚未有文献提出数据网格环境下的连接操作算法．主要对数据网格环境下海量数据的连接操作算法进行了研究，针对网格中各结点之间网络带宽异构的特点，采取关系缩减算法、行分块传输技术和流水线并行机制来减少查询的响应时间．理论分析和实验结果证明，算法在减少网络通信开销、增加I／0和CPU并行、降低响应时间方面具有较好的性能．     

基于网格的Web可视化系统设计与实现

面向网格的数据可视化共享地理分布的数据源、分析设备、可视化设备等，提供透明访问能力。基于网格开发了一个Web可视化系统，分为3层：Web页面，Web服务器，可视化服务器。通过JSP为可视化用户提供Web访问界面，内嵌的VisPortal提供网格访问门户；Web服务器通过Portal服务器管理、调度、使用网格资源，协调用户与网格资源之间的交互；基于Vis5D构建的可视化服务器作为网格资源，实现对数值天气模型产生的5-D网格数据集的可视化。     

基于PSO改进算法的气象数据网格任务调度

为提高在有限带宽下气象观测中心海量数据的任务调度和数据传输效率,提出一种基于粒子群优化(PSO)改进算法的气象数据网格任务调度算法。给出副本域的概念,将PSO算法与副本域相结合,设计任务调度模型和符合气象数据网格环境的目标函数。仿真结果表明,该算法完成调度的时间小于遗传算法和穷尽搜索算法,收敛速度快于离散型PSO算法,且更加稳定。     

基于气象数据可视化降维和多模加权组合的短期负荷预测

针对短期负荷预测中数据预处理的必要性和单一预测模型的局限性,提出了一种基于气象数据可视化降维和多模加权组合的短期负荷预测方法。该方法将可视化降维、模态分解降噪、单一预测模型和权重确定理论相结合,构建了气象数据降维、历史负荷分解、模态分量降噪和多模加权组合的短期负荷预测模型。通过设置3种对比实验环境,对某地区供电公司所提供的电力负荷和气象数据进行分析。预测结果及误差分析表明,所提短期负荷预测方法在保留高维气象因素本质特征结构的同时,能有效结合数据预处理方法及单一预测模型的特点,有效提升该地区电网负荷的预测精度。     

Kriging方法在输电线路气象环境建模中的应用

由于气象测点个数有限、分布不均匀且与线路走廊不一致,无法为研究灾害引发的线路故障及其防御技术提供精确的输电线路气象环境数据模型.为此,本文分析了Kriging空间插值方法的实现原理,应用Kriging插值方法实现对输电线路气象环境数据的网格化建模,并制定插值结果校验方法及评价标准,选取江苏省级电网可获取的996个气象测点2017年某日的温度数据,通过Kriging法进行网格化插值并对结果进行分析比较,验证了适用于该区域输电线路的温度数据网格化插值的Kriging半变异函数模型的选取过程.     

WEB可视化技术在电网大数据场景下的应用研究

随着智能电网的迅速发展,电网公司在输变电设备状态、电网运行、用户用电、企业管理、气象环境等方面都积累了大量的数据。面对大数据集,传统的可视化方法已呈现出处理能力和信息表达能力不足的问题。因此本文对WEB数据可视化技术进行了研究,针对电力大数据在多种不同应用场景的特点设计了相匹配的可视化技术方案,并着重分析了方案的特色和优势。本文提出的方案为电网大数据应用场景的可视化提供了参考和有益实践,大大提升了电力大数据的利用率和价值。     

Visualization of structured nonuniform grids

Operational forecasters and weather researchers need accurate visualization of atmospheric data from both computational models and observed data. Although these two applications share some requirements, they have different needs and goals. We've developed a visualization tool for atmospheric science researchers and research weather forecasters that allows the 3D visualization of measured radar data and rendered numerical model data to show the 3D structures as well as how the weather event would look when observed in the field. Our system lets us load the original data directly onto the graphics hardware, with the grid mapping from the rendering space to the grid space programmed on the GPU. This method is flexible enough to handle the grids important in meteorological research and enables the application of advanced visualization methods available in texture-based slicing systems. The visually accurate rendering of weather data can be useful for training weather spotters, evaluating forecasting models, training forecasters to interpret radar data, and comparing sensor data to observed weather events.     

A fast algorithm for visualizing 3D unstructured grid data on outer surfaces

An efficient algorithm for data visualization is presented. Its purpose is to display the data distribution on the outside of three-dimensional (3D) unstructured grid. For speeding up the visualization procedure, two algorithms for classifying element surfaces of the grid into outer surfaces and inner surfaces are presented, their efficiency is discussed, and algorithm 2 based on related surfaces of the minimum (or maximum) element node number is chosen as the better one in rendering the data distribution on outer surfaces. The algorithm has higher efficiency than other algorithms available, and can be implemented easily.     

基于谱聚类的输电线覆冰过程微气象特征提取模型

因输电线路覆冰造成的电网瘫痪是近年来常见的电网灾害之一,进而对电力系统安全运行的可控性以及电网灾害预警的可靠性提出了更高的要求。提出了基于谱聚类的输电线路覆冰过程特征提取模型,对覆冰过程进行了定性分析,该模型通过对影响覆冰过程的微气象因素进行特征提取(聚类),较为准确地对输电线覆冰严重程度进行了分离,并对微气象数据进行统计分析,将气象倾向率作为参考量,获得了严重覆冰、覆冰脱落等过程发生的气象条件,最后通过云南电网提供的相关数据验证了此模型的有效性,为电网部门输电线路覆冰灾害的预警提供气象参考条件。     

一种新型的基于密度和栅格的聚类算法*

针对网格和密度方法的聚类算法存在效率和质量问题,给出了密度和栅格相结合的聚类挖掘算法,即基于密度和栅格的聚类算法DGCA（density and grid based clustering algorithm）。该算法首先将数据空间划分为栅格单元,然后把数据存储到栅格单元中,利用DBSCAN密度聚类算法进行聚类挖掘;最后进行聚类合并和噪声点消除,并将局部聚类结果映射到全局聚类结果。实验通过人工数据样本集对该聚类算法进行理论上验证,表明了该算法在时间效率和聚类质量两方面都得到了提高。     

基于智能的配电网电力大数据三维场景可视化分析

配电网电力大数据的三维场景重构是实现数据优化挖掘的关键,提出基于人工智能的配电网电力大数据三维场景可视化分析方法。建立配电网电力大数据三维场景的网格分布结构模型,并进行配电网电力大数据三维场景实时数据监测,根据监测结果进行配电网电力大数据的统计特征分析,对配电网电力大数据三维场景实时数据采用信息融合和模糊层析性分析方法进行信息融合和自适应调度,提取配电网电力大数据的三维可视化分布特征量,采用视觉特征重构技术,实现对配电网电力大数据三维场景可视化重构,在人工智能算法控制下提高电力大数据三维场景可视化重构的精度。仿真结果表明,采用该方法进行配电网电力大数据三维场景可视化重构的精度较高,提高了配电网电力大数据挖掘的效能。     

基于非结构化三角网格的海洋流场可视化

针对二维流场可视化均是基于结构化网格流场数据的情况,提出一种基于非结构化三角网格的海洋流场可视化策略：使用流线表达流场,流线可视化的主要挑战是种子点放置问题,即流线的初始点,制定了非结构化三角网格下基于特征引导的种子点放置策略,合理放置流线初始点以利于表达流场特征;设计了基于网格密度的层次聚类算法,引入网格密度属性对流线进行聚类并基于聚类质心进行流线放置,在保留了FVCOM 模式数据的多密度性前提下提高了流线可视化效果。实验表明,该方法可以有效地保留流场特征,并且借助 FVCOM 模式的边界拟合性能在海湾、河道等地区取得良好的可视化效果;在此基础上,基于 Cesium引擎开发了基于流线聚类数据的动态流场可视化应用,其是 FVCOM 模式数据首次应用于动态粒子流场的一次尝试,并且具有较好的可视化效果。